[发明专利]一种微距式望远镜的调节方法

说明书

技术领域

本发明属于光学仪器，具体涉及一种微距式望远镜的调节方法。

背景技术

常规的双筒望远镜，在调节像面时，物镜框靠在直导筒内前后滑动。使 用望远镜观察目标，望远镜观察无限远的物体时两个镜筒的光轴是平行的两 个眼睛所看到的光栏重合，所以常规望远镜的物镜框导筒是平行的。随着观 察物体的靠近，目标的像在左右两个视场中的位置开始向中间偏移，导致两 个像不能重合，两个光栏渐渐不重合，影响观察效果。两物镜的距离越大， 在近处同样远时观察物体，人眼所看到的两个光栏不重合的影响就越大。在 两个物镜的距离近的情况下，观察物体大概在2m以外影响不是很大，但要看 更近距离的物体，两眼所看的视场环明显的不重合。

图(1)所示的是望远镜看无限远物体时的光学原理图；存在大小目距和大 小物距，此时物体主光线和物镜光轴重合，目标主光线和目镜光轴重合，取 两目镜的中间距离为2Y，此时物镜距离2X，大小物距和目距以此位置向两边 转动。物镜焦距为f₁`，目镜焦距为f<sub>2</sub>`，人眼看到的两视场环重合。

当看近处物体物镜不变动时，如下图(2)所示：当物体距物镜的距离为d 时，物体是轴外点物体，和物镜光轴之间的夹角为α，(∠α＝X/d)；入射光 线(物体主光线)和棱镜入射夹角α，并且比物镜光轴偏外入射，方向朝外； 根据棱镜的倒像原理，出射光线(物体主光线)和棱镜的出射夹角也是α；并 且比目镜光轴偏里出射，方向朝里，所以呈现的像朝里偏离目镜光轴。根据 光学原理，经过像的主光线经过目镜后的方向和经过像与目镜中心的光线平 行。与目镜光轴之间的夹角为β(β＝α*f₁`/f<sub>2</sub>`)，由于这时观察物体两眼 同时要往里看才能看清物体，两眼看到的视场环有一部分交叠在一起。图中 阴影部分为两眼交替的部位，其它部分不重合。

当物距在2m以内物镜慢慢的进行变动，物镜变动前物距为L，当物镜变 动后，转动物镜同时再移动物镜时，使物体主光线和物镜主面垂直，并且经 过物镜中心，光学原理如下图(3)所示，此时的物体是物镜转动和移动以后物 镜的轴上点物体，物镜转动的角度与物镜变动后物体主光线和物镜变动前物 镜光轴之间的夹角相等。入射光线(物镜变动后物体主光线)与棱镜入射夹角 a，并且相对变动前物镜光轴偏里入射，方向朝外；根据棱镜的倒像原理，出 射光线(物镜变动后物体主光线)和棱镜的出射夹角也是a，并且比目镜光轴 偏外出射。方向朝里，所以像呈现在目镜光轴上，(变动物镜的目的就是为了使 像始终保持在目镜光轴上，但经过像到目镜的主光线随物镜的变化时刻在变 动的)，但根据光学原理，经过像的主光线经过目镜后始终与目镜的光轴平行。 这样看到的两个视场环始终是重合的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够适应近距离观测的微距式望远镜的调节 方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：设X为两物镜镜筒距离的 一半，-l为看近处物体时物镜变动前的物距；l`为看近处物体时物镜变动前 的像距，∠d为看近处物体时物镜变动前物体主光线与物镜变动前物镜光轴 所成的角度；∠c为看近处物体时物镜变动后物体主光线与物镜变动前物镜 光轴所成的角度；∠a为看近处物体时物镜变动的角度；∠e为看近处物体时 物镜变动前物镜的主面与物镜变动后物体主光线所成的角度；∠b为看近处 物体时物镜变动前后物体主光线之间的角度，物镜焦距为f<sub>1</sub>`则有：

1)角度和位移共同作用下的调节：

∠b+∠c＝∠d

∠b/∠c＝l`/(-l)

∠a＝∠c(∠c+∠e＝90°∠a+∠e＝90°)

tan∠c＝X/(l`-l)

f`/l`+f/l＝1

1/l`-1/l＝1/f<sub>1</sub>`(f＝-f`)

l`＝f<sub>1</sub>`l/(f₁`+l)

∠a＝∠c＝arctan[X/(l`-l)]＝arctan[X*(f<sub>1</sub>`+l)/(-l²)]

物镜向内移动距离D≈AB＝BD*tg∠c≈l`tg∠C；

AB为物镜转动前物镜中心到物镜转动后物体主光线的距离；

BD为看近处物体时物镜变动后的像距BD≈l`；